Análisis multiescala y multiorientación de imágenes mediante un banco de filtros de Gabor-2D

espanolEn este trabajo se revisan las evidencias neurofisiologicas y psicofisicas que han conducido a afirmar que las funciones de Gabor son las que mejor ajustan al tipo de transformacion que producen las celulas simples del cortex visual. Estas celulas parecen ser el soporte fisiologico de los detectores de frecuencias espaciales orientadas y aqui esbozamos un modelo computacional simplificado (basado en los datos evidenciados por los neurofisiologos al estudiar el cortex visual del macaco), que mimetiza el analisis de la imagen que estos mecanismos aplican. Para poner de relieve las propiedades de estos paquetes de ondas con envolvente gaussiana, y mostrar las ventajas que ofrece su utilizacion en el ambito de la percepcion de la forma, realizamos dos simulaciones experimentales. En la primera se aplica un banco de 24 filtros Gabor (4 canales de frecuencia x 6 canales de orientacion) a una imagen, obteniendo una representacion (analisis) que sigue un esquema piramidal multiescala y multiorientado. La posterior reconstruccion de la imagen (sintesis) revela la irrelevante incompletitud de la senal (error de reconstruccion). En la segunda simulacion, elaboramos un conjunto de seis mascaras (filtros Gabor) de convolucion, sintonizadas a diferentes orientaciones y mostramos los resultados de aplicar un analisis multiescala en el dominio espacial. Finalmente, senalamos cuatro ventajas derivadas del uso de la Transformada Gabor con ondiculas y que aqui se ilustran: a) optimo empaquetamiento de la informacion; b) facil implementacion computacional; c) robustez ante la perdida de informacion y d) gran plausibilidad fisiologica en la modelizacion del SVH. EnglishIn this paper we revise the psychophysical and neurophysiological evidence which has allowed us to affirm that the Gabor functions ajust better than other functions to the kind of transformation produced by simple cells. Probably, these cells are the physiological support of the orientation and spatial frequency detectors and we sketch a single computational model (based in evidences about the macaque visual cortex), which imitate the image analysis. In order to emphasize the properties of these wavelets and to show the advantages derived from their use on the shape perception scope, we carried out two experimental simulations. In the first, we applied a 24 Gabor filter bank (4 frequency channels x 6 orientation channels) to an image, obtaining a representation (analysis) following a multiorientated and multiscale pyramidal scheme. Later reconstruction of the image (synthesis) informs us (reconstruction error) of slight incompleteness of the signal. In a second simulation, we elaborated a set of six convolution masks (Gabor filters), tuned to different orientations and we show the results of applying other multiscale analysis in the spatial domain. Finaly, we point out four advantages obtained by using the Gabor Transform, which this paper shows: a) the very best packing of information; b) easy computational implementation; c) robustness under information losses; and d) neurophysiological plausibility to modelize the HVS